膠帶纏繞機構及其工藝的製作方法

2023-09-22 17:13:50 2

本發明屬於自動纏繞設備領域，具體涉及一種膠帶纏繞機構及其工藝。

背景技術：

膠帶纏繞機構是各類膠帶自動纏繞設備中的關鍵部件，主要用於在目標對象上纏繞膠帶，目標對象可以是導線、塑料管、膠皮管、金屬管等，膠帶一般是指表面附有膠粘劑、具有一定粘力的帶狀包紮材料，可以是PVC、布基、絨毛等不同材質。在目前市場中已有的膠帶纏繞設備中，線束上纏繞的膠帶和被纏繞物體經常出現扭曲變形現象。申請人經過研究發現，這主要是由於其膠帶纏繞機構無法調節膠帶纏繞拉力的大小，膠帶纏繞鬆緊程度難以控制而導致的。如若膠帶纏繞拉力過大，會導致被纏繞的物體變形甚至破壞。如若膠帶纏繞拉力過小，會導致纏繞的比較鬆散凌亂，無法達到生產工藝的質量要求。

技術實現要素：

本發明的目的在於解決上述問題，並提供一種具有可以調節膠帶纏繞拉力的膠帶纏繞機構，使膠帶在纏繞過程中具有合適的膠帶纏繞拉力，實現保護被纏繞物體的同時，又能夠有效控制膠帶纏繞的鬆緊度，達到生產工藝要求的纏繞效果。

本發明所採用的具體技術方案如下：

膠帶纏繞機構，包括旋轉體以及布置於旋轉體上的摩擦軸；被纏繞物體固定於旋轉體的迴轉中心處，膠帶卷具有軸向旋轉自由度，即能夠繞著膠帶卷的中心軸線旋轉，旋轉過程中膠帶從膠帶卷解開後，繞過摩擦軸並纏繞在被纏繞物體上；膠帶的基材面緊貼摩擦軸並與摩擦軸之間形成膠帶包裹角。所述的摩擦軸由外力驅動旋轉，即連接外部旋轉驅動裝置驅動。本發明中的被纏繞物體可以是導線、塑料管、膠皮管、金屬管等多種物體。膠帶卷為膠帶的繞製品。膠帶一般是指基材表面附有膠粘劑、具有一定粘力的帶狀包紮材料，即膠帶卷被解開後的形態，其基材可以是PVC、布基、絨毛等。本發明中，膠帶基材上具有膠粘劑的一面為膠面，沒有膠粘劑的一面為基材面。本發明中，膠帶包裹角是指膠帶與摩擦軸的起始接觸點法線與末端脫離點法線形成的夾角，即膠帶包裹摩擦軸的弧度所對應的圓心角。本發明中旋轉體是指以被纏繞物體為圓心進行周向旋轉的物體。

上述膠帶纏繞機構能夠在膠帶的行進過程中，通過摩擦軸提供一定的動力，減少其纏繞於被纏繞物體上時的拉力，減少膠帶和被纏繞物體經常出現扭曲變形現象。

在上述方案基礎上，還可以進行以下改進。

作為優選，所述的旋轉體上還布置有第一導向軸，膠帶從膠帶卷解開後，先繞過第一導向軸，再與摩擦軸接觸。通過改變第一導向軸的設置位置，可以起到調節膠帶包裹角的作用，從而改變摩擦軸對膠帶的作用力。

作為優選，所述的旋轉體上還布置有第二導向軸，膠帶繞過摩擦軸後，再繞過第二導向軸後纏繞在被纏繞物體上。通過改變第二導向軸的設置位置，可以起到調節膠帶包裹角的作用，從而改變摩擦軸對膠帶的作用力。

作為優選，所述的旋轉體上還布置有第一導向軸和第二導向軸，膠帶從膠帶卷解開後，先繞過第一導向軸，再繞過摩擦軸，最後繞過第二導向軸後纏繞在被纏繞物體上。同時設置第一導向軸和第二導向軸可以增大膠帶包裹角的調節範圍。

作為優選，所述的旋轉體為封閉型帶中心孔的圓盤；或者為非封閉型的圓盤，圓盤從側部開設通向中心的通道。旋轉體採用圓盤，可以提高圓盤上各部件運動的一致性，使被纏繞物體的受力均衡，便於控制。而非封閉型的圓盤可以便於被纏繞物體的進出，提高使用的便捷性，同時也可以便於圓盤的拆裝。

作為優選，所述的摩擦軸通過減速電機驅動旋轉，或者手工驅動旋轉。進一步的，上述膠帶纏繞機構中，所述的膠帶包裹角為60～220°。該角度為能夠實現本發明調節膠帶拉力效果的優選角度，對於常見材質的膠帶較為適用。

作為優選，上述具有第一導向軸的膠帶纏繞機構中還包括調節座，調節座為具有一個軸孔和一個芯軸的支架，第一導向軸的內圓孔與調節座的芯軸同心配合安裝，調節座的軸孔通過芯軸同心配合安裝於旋轉體上；第一導向軸可圍繞所述的軸孔擺動，以調節第一導向軸與摩擦軸的相對位置和所述的包裹角的大小。進一步的，所述的膠帶包裹角的調節範圍為60～220°。另外，也可以將調節座設置在第二導向軸下部，或者兩者均設置調節座。調節座的安裝能夠使膠帶纏繞過程中，實時、便捷的改變拉力，及時調整纏繞效果。

本發明的另一目的在於提供一種使用上述機構的膠帶纏繞工藝，步驟如下：

驅動旋轉體，使其以被纏繞物體為中心旋轉，使膠帶以膠面緊貼物體表面的方式纏繞於被纏繞物體上；在膠帶行進過程中，通過減速電機驅動旋轉或者手工驅動摩擦軸旋轉，通過其自身的圓柱面摩擦膠帶，給膠帶施加一定大小的摩擦力，摩擦軸對膠帶的摩擦力方向與膠帶行進方向一致，幫助膠帶從膠帶卷上解開，從而減小膠帶纏繞到被纏繞物體上的拉力。當設置調節座時，還可以在纏繞過程中根據纏繞效果，隨時調整膠帶包裹角的大小。

採用以上技術方案的有益效果：膠帶纏繞機構中，由於採用了摩擦軸，減小了膠帶的纏繞拉力，從而保護了被纏繞物體，被纏繞物體不會再被膠帶拉扯變形；同時，機構中所述的調節座，可以調整助力的效果，可以更好的調整膠帶纏繞拉力，使膠帶纏繞在物體上不至於過松或者過緊，達到更適合的纏繞效果，解決了現有膠帶纏繞設備無法滿足生產質量要求的問題。

本發明已經應用於汽車線束加工行業和家電線束加工行業的手持式膠帶纏繞機和臺式膠帶纏繞機中，生產現場反饋使用效果良好。在膠帶纏繞線束的過程中，所述的膠帶纏繞機構有效的減弱了線束因膠帶纏繞拉力引起的扭曲變形，同時保證了線束生產工藝要求的緊密包紮效果。

附圖說明

圖1為本發明中最佳實施例中的膠帶纏繞機構示意圖；

圖2為本發明中調節座改變膠帶包裹角的原理示意圖；

圖3為本發明中膠帶包裹角為60°時的狀態示意圖；

圖4為本發明中膠帶包裹角為140°時的狀態示意圖；

圖5為本發明中膠帶包裹角為220°時的狀態示意圖；

圖6為本發明中最佳實施例的第一種變形示意圖；

圖7為本發明中最佳實施例的第二種變形示意圖；

圖8為本發明中最佳實施例的第三種變形示意圖；

圖9為本發明中最佳實施例的第四種變形示意圖；

圖10為本發明中最佳實施例的第五種變形示意圖。

圖中：旋轉體1、被纏繞物體2、膠帶卷3、膠帶卷轉軸4、機架5、調節座6、第一導向軸7、摩擦軸8、膠帶9和第二導向軸10。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步闡述和說明。本發明中各個實施方式的技術特徵在沒有相互衝突的前提下，均可進行相應組合。

如圖1所示，為本發明的一個最佳實施例中的膠帶纏繞機構，包括機架5、旋轉體1、膠帶卷轉軸4、膠帶卷3、膠帶9、被纏繞物體2、第一導向軸7、調節座6、摩擦軸8和第二導向軸10。

機架5可以根據纏繞設備的結構進行選擇性設置，本實施例中機架5為金屬殼體也可採用其他材質。旋轉體1形狀為非封閉型的圓盤，側邊開設一條通向中心的孔道，以便於被纏繞物體2的拆裝。其上有一個軸孔，通過緊固件安裝於膠帶纏繞設備中。旋轉體1安裝於機架5的軸孔中，與軸孔同心配合，通過減速電機驅動旋轉，或者手工(可通過設置轉柄等方式)驅動旋轉，以被纏繞物體2為中心進行逆時針旋轉。旋轉體1上布置有三個芯軸和一個軸孔，芯軸上分別安裝有膠帶卷轉軸4、調節座6、第二導向軸10，軸孔上安裝有摩擦軸8。事實上，本發明中的旋轉體1可以是一整個封閉型，也可以是若干個同步運動的物體，只要能夠使其上附著的各條軸及膠帶等物件同步旋轉即可。

被纏繞物體2位於旋轉體1的迴轉中心處，且固定不動。膠帶卷3安裝於膠帶卷轉軸4上，與膠帶卷轉軸4保持同心配合，繞膠帶卷轉軸4轉動。膠帶9從膠帶卷3解開後，依次繞過第一導向軸7(膠面貼合)、摩擦軸8(基材面貼合)、第二導向軸10(膠面貼合)，最後纏繞在被纏繞物體2(膠面粘貼)上。

第一導向軸7安裝於調節座6的芯軸上，內外圓柱面具有較低的摩擦係數的中空圓柱體，用於約束膠帶9的行進方向，使膠帶9按所需的運動軌跡行進。第一導向軸7的外圓柱面亦可以是多邊形截面。第一導向軸7可以軸向旋轉也可以固定，以膠帶9能夠順利通過為準。

調節座6為具有一個軸孔和一個芯軸的支架，其主體為一條擺臂，調節座6的軸孔與旋轉體1的芯軸同心配合安裝，第一導向軸7的內圓孔與調節座6的芯軸同心配合安裝。如圖2所示，調節座6可以圍繞旋轉體1上的芯軸擺動，以此來改變第一導向軸7與摩擦軸8的相對位置，即改變膠帶9包裹摩擦軸8的角度大小，從而改變摩擦軸8對膠帶9的摩擦力大小。如圖2所示，膠帶包裹角(以字母α表示，下同)是指膠帶9與摩擦軸8的起始接觸點法線與末端脫離點法線形成的夾角，該角度可通過轉動調節座6來調整。調整完畢後，應固定調節座6。如圖3所示，最小的有效膠帶包裹角約為60度，如圖4所示，有效膠帶包裹角為140度，如圖5所示，最大的有效膠帶包裹角約為220度，即有效的膠帶包裹角一般在60度到220度之間。超出該範圍之外，儘管也能實現本發明的目的，但效果較差。

摩擦軸8安裝於旋轉體1的軸孔上，與軸孔保持同心配合，外圓柱面具有較高的摩擦係數，具體摩擦係數及材料可通過多次試驗進行調整，以膠帶9纏繞到被纏繞物體2上的拉力適宜為準。摩擦軸8可通過減速電機驅動旋轉，或者手工驅動旋轉。摩擦軸8通過其自身的圓柱面摩擦膠帶9，給膠帶9施加一定大小的摩擦力，摩擦軸8對膠帶9的摩擦力方向與膠帶9行進方向一致，幫助膠帶9從膠帶卷3上解開，從而減小膠帶9纏繞到被纏繞物體2上的拉力。摩擦軸8的截面也可以是多邊形，但圓柱面更便於無級連續調整其包裹角大小。

第二導向軸10安裝於旋轉體1的芯軸上，內外圓柱面具有較低的摩擦係數的中空圓柱體，用於約束膠帶9的行進方向，使膠帶9按所需的運動軌跡行進。第二導向軸10的外圓柱面亦可以是多邊形截面。

通過調整摩擦軸8、第一導向軸7和第二導向軸10的相對位置，可以改變膠帶包裹角。但通常，可以將第二導向軸10的位置進行固定，僅調節第一導向軸7下部的調節座6即可。調節範圍可按上述設置在60度到220度之間。

表1為此機構應用於PVC膠帶纏繞汽車線束作業的實驗數據，由此可知當膠帶包裹角為140度左右時，纏繞效果較為理想。表2為此機構應用於絨毛膠帶纏繞汽車線束作業的實驗數據，由此可知當膠帶包裹角為140度左右時，纏繞效果較為理想。表3為此機構應用於布基膠帶纏繞汽車線束作業的實驗數據，可知當膠帶包裹角為220度左右時，纏繞的效果較為理想。

表-1

表-2

表-3

如圖6所示，為上述最佳實施例的一種變形方式，省去了第二導向軸10。膠帶9從膠帶卷3解開後，經過第一導向軸7，再經過摩擦軸8，最後纏繞在被纏繞物體2上。其餘部分設置方式於前述實施例一致，基本原理也大致相同，膠帶9在摩擦軸8上形成所需的包裹角，實現合適的纏繞效果。

如圖7所示，為上述最佳實施例的另一種變形方式，省去了調節座6。所述第一導向軸7可通過其他多種固定方式，如直接固定在旋轉體1的所需位置處。膠帶9從膠帶卷3解開後，分別依次經過第一導向軸7、摩擦軸8、第二導向軸10，最後纏繞在被纏繞物體2上。其餘部分設置方式於前述實施例一致，基本原理也大致相同，膠帶9在摩擦軸8上形成所需的包裹角，實現合適的纏繞效果。

如圖8所示，為上述最佳實施例的第三種變形方式，省去了調節座6和第二導向軸10。所述第一導向軸7可通過其他多種固定方式，固定在旋轉體1的所需位置處。膠帶9從膠帶卷3解開後，分別依次經過第一導向軸7、摩擦軸8後，最後纏繞在被纏繞物體2上。其餘部分設置方式於前述實施例一致，基本原理也大致相同，膠帶9在摩擦軸8上形成所需的包裹角，實現合適的纏繞效果。

如圖9所示，為上述最佳實施例的第四種變形方式，省去了調節座6和第一導向軸7。所述膠帶卷轉軸4位於原第一導向軸7的位置處，固定在旋轉體1的軸孔上，代替原第一導向軸7的導向作用。該實施例中，應調整膠帶卷3的位置，使膠帶9的從膠帶卷3的解開位置及角度便於形成所需的膠帶包裹角。膠帶9從膠帶卷3解開後，直接繞在摩擦軸8上，再經過第二導向軸10，最後纏繞在被纏繞物體2上。其餘部分設置方式於前述實施例一致，基本原理也大致相同，膠帶9在摩擦軸8上形成所需的包裹角，實現合適的纏繞效果。

如圖10所示，為上述最佳實施例的第五種變形方式，也是本發明的最簡實現方式。其相對於最佳實施例而言，省去了調節座6、第一導向軸7、第二導向軸10。所述膠帶卷轉軸4位於原第一導向軸7的位置處，固定在旋轉體1的軸孔上，代替原第一導向軸7的導向作用。膠帶9從膠帶卷3解開後，經過摩擦軸8，直接纏繞在被纏繞物體2上。其餘部分設置方式於前述實施例一致，基本原理也大致相同，膠帶9在摩擦軸8上形成所需的包裹角，實現合適的纏繞效果。使用時，驅動旋轉體1，使其以被纏繞物體2為中心旋轉，使膠帶9以膠面緊貼物體表面的方式纏繞於被纏繞物體2上；在膠帶9行進過程中，通過減速電機驅動旋轉或者手工驅動摩擦軸8旋轉，通過其自身的圓柱面摩擦膠帶9，給膠帶施加一定大小的摩擦力，摩擦軸8對膠帶9的摩擦力方向與膠帶9行進方向一致，幫助膠帶9從膠帶卷3上解開，從而減小膠帶9纏繞到被纏繞物體2上的拉力。

以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，然其並非用以限制本發明。有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡採取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。